本公開涉及傳感器技術(shù)，尤其是一種脈沖序列式傳感器像素單元、脈沖序列式傳感器及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、圖像傳感器已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)、移動手機(jī)、醫(yī)療、汽車、無人機(jī)和機(jī)器識別等領(lǐng)域，特別是制造互補型金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary?metal?oxidesemiconductor，cmos)圖像傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，使人們對圖像傳感器的輸出圖像品質(zhì)有了更高的要求。cmos圖像傳感器依據(jù)信號采集方式，可分為兩種類別：一種方式是，對像素設(shè)定曝光時長進(jìn)而測量電壓信號變化量的方式；第二種方式是，對像素設(shè)定電壓變化量進(jìn)而測量曝光時長的方式，這種圖像傳感器稱為脈沖序列式圖像傳感器。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開實施例的一個方面，提供了一種脈沖序列式傳感器像素單元，包括：脈沖產(chǎn)生模塊、計數(shù)模塊和讀出模塊；

2、所述脈沖產(chǎn)生模塊，用于將接收的光信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，并將所述脈沖信號發(fā)送給所述計數(shù)模塊；

3、所述計數(shù)模塊，用于通過第一輸入端或第二輸入端接收所述脈沖信號，根據(jù)所述第一輸入端輸入的信號翻轉(zhuǎn)情況執(zhí)行計數(shù)，根據(jù)所述第二輸入端輸入的信號控制所述計數(shù)模塊執(zhí)行復(fù)位；

4、所述讀出模塊，用于根據(jù)讀出控制信號的控制，讀取所述計數(shù)模塊中的計數(shù)結(jié)果并輸出。

5、可選地，還包括：連接模塊；

6、所述連接模塊，用于根據(jù)所述讀出模塊上一次輸出的計數(shù)結(jié)果確定第一連通模式或第二連通模式；其中，所述第一連通模式中所述脈沖產(chǎn)生模塊與所述計數(shù)模塊的第一輸入端連通，所述第二連通模式中所述脈沖產(chǎn)生模塊與所述計數(shù)模塊的第二輸入端連通。

7、可選地，所述連接模塊包括：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)；

8、在所述第一連通模式下，所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)閉合時，所述第二開關(guān)和所述第四開關(guān)斷開，通過所述第一開關(guān)將外部復(fù)位信號輸入所述計數(shù)模塊的第二輸入端，通過所述第三開關(guān)將所述脈沖信號輸入所述計數(shù)模塊的第一輸入端；

9、在所述第二連通模式下，所述第二開關(guān)和所述第四開關(guān)閉合時，所述第一開關(guān)和所述第三開關(guān)斷開，通過所述第二開關(guān)將所述脈沖信號輸入所述計數(shù)模塊的第二輸入端，通過所述第四開關(guān)將外部時鐘信號輸入所述計數(shù)模塊的第一輸入端。

10、可選地，所述連接模塊還包括：狀態(tài)識別模塊；

11、所述狀態(tài)識別模塊，用于響應(yīng)于所述讀出模塊上一次輸出的計數(shù)結(jié)果達(dá)到第一預(yù)設(shè)條件，從所述第一連通模式切換到所述第二連通模式；響應(yīng)于所述讀出模塊上一次輸出的計數(shù)結(jié)果達(dá)到第二預(yù)設(shè)條件，從所述第二連通模式切換到所述第一連通模式。

12、可選地，響應(yīng)于所述連通模塊處于第一連通模式，所述計數(shù)模塊通過第一輸入端接收所述脈沖信號，每間隔預(yù)設(shè)周期時長，根據(jù)所述讀出模塊的讀出控制信號的控制，基于所述預(yù)設(shè)周期內(nèi)記錄的所述脈沖信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)確定所述計數(shù)結(jié)果輸出到所述讀出模塊。

13、可選地，所述計數(shù)模塊通過第二輸入端接收外部復(fù)位信號，在輸出所述計數(shù)結(jié)果后，根據(jù)所述外部復(fù)位信號的控制執(zhí)行復(fù)位。

14、可選地，響應(yīng)于所述連通模塊處于第二連通模式，通過第一輸入端接收外部時鐘信號，根據(jù)所述讀出模塊的讀出控制信號的控制，將所述計數(shù)模塊中累計的所述外部時鐘信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)對應(yīng)的計數(shù)結(jié)果輸出到所述讀出模塊。

15、可選地，所述計數(shù)模塊通過第二輸入端接收所述脈沖信號，在輸出所述計數(shù)結(jié)果后，根據(jù)所述脈沖信號的控制執(zhí)行復(fù)位。

16、可選地，所述讀出模塊，用于基于所述脈沖信號確定所述讀出控制信號的狀態(tài)，響應(yīng)于所述讀出控制信號的狀態(tài)為讀出狀態(tài)，控制所述讀出模塊讀取所述計數(shù)模塊的計數(shù)結(jié)果。

17、可選地，所述脈沖產(chǎn)生模塊包括：光電二極管、復(fù)位晶體管、比較器和延時電路；

18、所述光電二極管，正極接地，負(fù)極與所述復(fù)位晶體管的源極連接并用于輸出電荷信號；在所述復(fù)位晶體管斷開時，在曝光時長內(nèi)接收所述光信號以產(chǎn)生光電電荷；在所述復(fù)位晶體管閉合時，執(zhí)行復(fù)位；

19、所述復(fù)位晶體管，源極與所述光電二極管連接，漏極與電源模塊連接，柵極與所述延時電路連接；用于根據(jù)所述延時電路發(fā)送的脈沖信號的控制閉合或斷開，并通過所述復(fù)位晶體管的閉合或斷開控制所述光電二極管與電源模塊之間是否導(dǎo)通；

20、所述比較器，正輸入端接收參考信號，負(fù)輸入端接收所述光電二極管負(fù)極輸出的電荷信號，基于所述參考信號和所述電荷信號之間的比較結(jié)果確定比較信號，并通過輸出端將所述比較信號輸入所述延時電路；

21、所述延時電路，用于對所述比較信號進(jìn)行預(yù)設(shè)時長的延時，將得到的所述脈沖信號發(fā)送給所述計數(shù)模塊以及所述復(fù)位晶體管。

22、根據(jù)本公開實施例的另一方面，提供了一種脈沖序列式傳感器，包括：多個上述任一實施例所述的脈沖序列式傳感器像素單元。

23、根據(jù)本公開實施例的又一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲器，還包括上述任一實施例所述的脈沖序列式傳感器像素單元或上述實施例所述的脈沖序列式傳感器；

24、所述存儲器存儲計算機(jī)執(zhí)行指令；

25、所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機(jī)執(zhí)行指令，以控制所述脈沖序列式傳感器像素單元或脈沖序列式傳感器工作。

26、可選地，所述電子設(shè)備被納入為以下任意一項：脈沖相機(jī)、高速相機(jī)、音/視頻播放器、導(dǎo)航設(shè)備、固定位置終端、娛樂單元、智能手機(jī)、通信設(shè)備、機(jī)動交通工具中的設(shè)備、攝像頭、運動或可穿戴式相機(jī)、檢測設(shè)備、飛行設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、安防設(shè)備。

27、基于本公開上述實施例提供的脈沖序列式傳感器像素單元、脈沖序列式傳感器及設(shè)備，其中，脈沖序列式傳感器像素單元包括：脈沖產(chǎn)生模塊、計數(shù)模塊和讀出模塊；所述脈沖產(chǎn)生模塊，用于將接收的光信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，并將所述脈沖信號發(fā)送給所述計數(shù)模塊；所述計數(shù)模塊，用于通過第一輸入端或第二輸入端接收所述脈沖信號，根據(jù)所述第一輸入端輸入的信號翻轉(zhuǎn)情況執(zhí)行計數(shù)，根據(jù)所述第二輸入端輸入的信號控制所述計數(shù)模塊執(zhí)行復(fù)位；所述讀出模塊，用于根據(jù)讀出控制信號的控制，讀取所述計數(shù)模塊中的計數(shù)結(jié)果并輸出；本實施例通過計數(shù)模塊對輸入到第一輸入端的信號的數(shù)量進(jìn)行累計，并通過讀出模塊輸出累計的計數(shù)結(jié)果，而不輸出原始的脈沖序列，實現(xiàn)無損壓縮輸出數(shù)據(jù)，在同等幀率下能夠減少像素單元輸出的數(shù)據(jù)量，在同等數(shù)據(jù)帶寬下能夠?qū)崿F(xiàn)更高的幀率。

28、下面通過附圖和實施例，對本公開的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種脈沖序列式傳感器像素單元，其特征在于，包括：脈沖產(chǎn)生模塊、計數(shù)模塊和讀出模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素單元，其特征在于，還包括：連接模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像素單元，其特征在于，所述連接模塊包括：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的像素單元，其特征在于，所述連接模塊還包括：狀態(tài)識別模塊；

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的像素單元，其特征在于，響應(yīng)于所述連通模塊處于第一連通模式，所述計數(shù)模塊通過第一輸入端接收所述脈沖信號，每間隔預(yù)設(shè)周期時長，根據(jù)所述讀出模塊的讀出控制信號的控制，基于所述預(yù)設(shè)周期內(nèi)記錄的所述脈沖信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)確定所述計數(shù)結(jié)果輸出到所述讀出模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的像素單元，其特征在于，所述計數(shù)模塊通過第二輸入端接收外部復(fù)位信號，在輸出所述計數(shù)結(jié)果后，根據(jù)所述外部復(fù)位信號的控制執(zhí)行復(fù)位。

7.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的像素單元，其特征在于，響應(yīng)于所述連通模塊處于第二連通模式，通過第一輸入端接收外部時鐘信號，根據(jù)所述讀出模塊的讀出控制信號的控制，將所述計數(shù)模塊中累計的所述外部時鐘信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)對應(yīng)的計數(shù)結(jié)果輸出到所述讀出模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的像素單元，其特征在于，所述計數(shù)模塊通過第二輸入端接收所述脈沖信號，在輸出所述計數(shù)結(jié)果后，根據(jù)所述脈沖信號的控制執(zhí)行復(fù)位。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的像素單元，其特征在于，所述讀出模塊，用于基于所述脈沖信號確定所述讀出控制信號的狀態(tài)，響應(yīng)于所述讀出控制信號的狀態(tài)為讀出狀態(tài)，控制所述讀出模塊讀取所述計數(shù)模塊的計數(shù)結(jié)果。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的像素單元，其特征在于，所述脈沖產(chǎn)生模塊包括：光電二極管、復(fù)位晶體管、比較器和延時電路；

11.一種脈沖序列式傳感器，其特征在于，包括：多個權(quán)利要求1-10任一所述的脈沖序列式傳感器像素單元。

12.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器，以及與所述處理器通信連接的存儲器，還包括權(quán)利要求1-10任一所述的脈沖序列式傳感器像素單元或權(quán)利要求11所述的脈沖序列式傳感器；

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備被納入為以下任意一項：脈沖相機(jī)、高速相機(jī)、音/視頻播放器、導(dǎo)航設(shè)備、固定位置終端、娛樂單元、智能手機(jī)、通信設(shè)備、機(jī)動交通工具中的設(shè)備、攝像頭、運動或可穿戴式相機(jī)、檢測設(shè)備、飛行設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、安防設(shè)備。

技術(shù)總結(jié)
本公開實施例公開了一種脈沖序列式傳感器像素單元、脈沖序列式傳感器及設(shè)備，其中，脈沖序列式傳感器像素單元包括：脈沖產(chǎn)生模塊、計數(shù)模塊和讀出模塊；所述脈沖產(chǎn)生模塊，用于將接收的光信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，并將所述脈沖信號發(fā)送給所述計數(shù)模塊；所述計數(shù)模塊，用于通過第一輸入端或第二輸入端接收所述脈沖信號，根據(jù)所述第一輸入端輸入的信號翻轉(zhuǎn)情況執(zhí)行計數(shù)，根據(jù)所述第二輸入端輸入的信號控制所述計數(shù)模塊執(zhí)行復(fù)位；所述讀出模塊，用于根據(jù)讀出控制信號的控制，讀取所述計數(shù)模塊中的計數(shù)結(jié)果并輸出；本實施例實現(xiàn)無損壓縮輸出數(shù)據(jù)，在同等幀率下能夠減少像素單元輸出的數(shù)據(jù)量，在同等數(shù)據(jù)帶寬下能夠?qū)崿F(xiàn)更高的幀率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉力橋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：脈沖視覺（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30